Fabuła programu toczy się na przełomie XX i XXI wieku. Call of Duty 4: Modern Warfare to gra akcji z widokiem z perspektywy pierwszej osoby. Program ukazuje fikcyjny konflikt wywołany przez niejakiego Zakajewa. Jest to Rosjanin, którego ambicją jest przejęcie władzy w ojczyźnie. Aby odwrócić uwagę innych państw podburza on i wspomaga terrorystów na całym świecie. Gracz kieruje postaciami żołnierzy (Amerykanina i Rosjanina) biorących udział we wzmiankowanym konflikcie. Sama rozgrywka składa się z szeregu misji toczących się w różnych zakątkach globu (przykładowo Bliski Wschód czy Rosja). Zabawa polega przede wszystkim na walce z przeciwnikami oraz utrzymaniu postaci przy życiu. W niektórych trybach istnieje możliwość wezwania wsparcia lotniczego (nalot bombowy lub atak śmigłowca) oraz wyboru klasy postaci. Do dyspozycji gracza oddano zestaw broni oraz system pozwalający na ich modyfikację. Program zawiera realistyczny silnik fizyczny (na przykład fala uderzeniowa eksplozji może przewracać beczki czy drewniane skrzynie). Produkt wyposażono w dopracowaną grafikę oraz tryb rozgrywki wieloosobowej.
